Una enorme erupción de inundación basáltica en la India coincide con la extinción de los dinosaurios
La historia biológica de la Tierra ha estado marcada por extinciones masivas que acabaron con la gran mayoría de las especies vivas en un instante geológico.
Con base en la evidencia del registro fósil, los científicos han identificado cinco eventos de este tipo que reformaron la vida en la Tierra, el más familiar de los cuales provocó la desaparición de los poderosos dinosaurios al final del Período Cretácico hace 66 millones de años.
Determinar qué mató a los dinosaurios ha sido durante mucho tiempo un tema de debate, y los científicos se propusieron determinar qué causó los cinco eventos de extinción masiva que remodelaron la vida en el planeta Tierra en un instante geológico.
Algunos científicos argumentan que cometas o asteroides que chocaron contra la Tierra fueron los agentes más probables de destrucción masiva, mientras que otros argumentan que fueron la causa las grandes erupciones volcánicas. Un nuevo estudio dirigido por el Dartmouth College informa que la actividad volcánica parece haber sido el factor clave de las extinciones masivas.
Los hallazgos proporcionan la evidencia cuantitativa más convincente hasta el momento de que el vínculo entre las grandes erupciones volcánicas y la rotación de especies al por mayor no es simplemente una cuestión de azar.
Cuatro de las cinco extinciones masivas son contemporáneas con un tipo de erupción volcánica llamada inundación basáltica, dicen los investigadores. Estas erupciones inundan con lava vastas áreas, incluso un continente entero, en un abrir y cerrar de ojos geológicos, apenas un millón de años. Dejan 'huellas dactilares' gigantes como evidencia: extensas regiones de rocas ígneas escalonadas (solidificadas a partir de la erupción de lava) que los geólogos llaman "grandes provincias ígneas".
Para contar como "grande", una gran provincia ígnea debe contener al menos 100.000 kilómetros cúbicos de magma. Como contexto, la erupción de 1980 del Monte St. Helens involucró menos de un kilómetro cúbico de magma. Los investigadores dicen que la mayoría de los volcanes representados en el estudio hicieron erupción del orden de un millón de veces más lava que eso.
El equipo se basó en tres conjuntos de datos bien establecidos sobre escala de tiempo geológico, paleobiología y grandes provincias ígneas para examinar la conexión temporal entre la extinción masiva y las grandes provincias ígneas.
"Las grandes áreas escalonadas de roca ígnea de estas grandes erupciones volcánicas parecen alinearse en el tiempo con extinciones masivas y otros significativos eventos climáticos y ambientales", dice el autor principal Theodore Green, quien realizó esta investigación como parte del programa Senior Fellowship en Dartmouth y ahora es estudiante de posgrado en Princeton.
Imagen: Grandes formaciones escalonadas de oscura roca volcánica como las de Grande Ronde proporcionan evidencia de erupciones volcánicas de hace millones de años. Crédito: Brenhin Keller.
De hecho, una serie de erupciones en la actual Siberia desencadenó la más destructiva de las extinciones masivas hace unos 252 millones de años, liberando a la atmósfera un gigantesco pulso de dióxido de carbono y ahogando casi toda forma de vida. Testigo son las escaleras o traps siberianos, una gran región de roca volcánica del tamaño de Australia.
Las erupciones volcánicas también sacudieron el subcontinente indio en la época de la gran mortandad de los dinosaurios, creando lo que hoy se conoce como la meseta de Deccan. Esto, al igual que el impacto del asteroide, habría tenido efectos globales de gran alcance, cubriendo la atmósfera con polvo y gases tóxicos, asfixiando a los dinosaurios y otras formas de vida, además de alterar el clima en prolongadas escalas de tiempo.
Por otro lado, dicen los investigadores, las teorías a favor de la aniquilación por el impacto de un asteroide dependen del impactador Chicxulub, una roca espacial que se estrelló en la Península de Yucatán en México casi al mismo tiempo que se extinguieron los dinosaurios.
"Todas las demás teorías que intentaron explicar qué mató a los dinosaurios, incluido el vulcanismo, fueron aplastadas cuando se descubrió el cráter de impacto de Chicxulub", dice el coautor Brenhin Keller, profesor asistente de ciencias de la tierra en Dartmouth. Pero hay muy poca evidencia de eventos de impacto similares que coincidan con las otras extinciones masivas a pesar de décadas de exploración, señala.
En Dartmouth, Green se dispuso a encontrar una manera de cuantificar el aparente vínculo entre erupciones y extinciones y probar si la coincidencia fue solo casualidad o si había evidencia de una relación causal entre las dos. Trabajando con Keller y el coautor Paul Renne, profesor residente de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de California, Berkeley y director del Centro de Geocronología de Berkeley, Green reclutó las supercomputadoras en Dartmouth Discovery Cluster para procesar los números.
Los investigadores compararon las mejores estimaciones disponibles de erupciones de inundación basáltica con períodos de destrucción drástica de especies en la escala de tiempo geológica, incluidas, entre otras, las cinco extinciones masivas. Para demostrar que el momento fue más que una oportunidad aleatoria, examinaron si las erupciones se alinearían igual de bien con un patrón generado aleatoriamente y repitieron el ejercicio con 100 millones de patrones. Descubrieron que la coincidencia con los períodos de extinción era mucho mayor que el azar.
Imagen: Grandes erupciones de inundación basáltica, grandes provincias ígneas y traps
"Si bien es difícil determinar si un estallido volcánico en particular causó una extinción masiva en particular, nuestros resultados hacen que sea difícil ignorar el papel del vulcanismo en la extinción", dice Keller. Si se encontrara un vínculo causal entre las inundaciones volcánicas basálticas y las extinciones masivas, los científicos esperan que las erupciones más grandes impliquen extinciones más severas, pero no se ha observado tal correlación.
En lugar de considerar la magnitud absoluta de las erupciones, el equipo de investigación ordenó los eventos volcánicos por la velocidad a la que arrojaron lava. Descubrieron que los eventos volcánicos con las tasas eruptivas más altas causaron la mayor destrucción, produciendo extinciones más severas hasta las extinciones masivas.
"Nuestros resultados indican que, con toda probabilidad, habría habido una extinción masiva en el límite terciario del Cretácico de alguna magnitud significativa, independientemente de si hubo un impacto o no, lo que ahora se puede demostrar de forma más cuantitativa", dice Renne. "El hecho de que hubo un impacto sin duda empeoró las cosas".
Los investigadores también calcularon los números de los asteroides. La coincidencia de impactos con períodos de cambio de especies fue significativamente más débil y empeoró dramáticamente cuando no se consideró el impactador de Chicxulub, lo que sugiere que otros impactadores más pequeños conocidos no causaron extinciones significativas.
La tasa de erupción de Deccan Traps en India sugiere que el escenario estaba listo para una extinción generalizada incluso sin el asteroide, dice Green. El impacto fue el doble golpe que escribió con fuerza la sentencia de muerte de los dinosaurios, agrega.
Imagen: Traps del Decán junto a Matheran, al este de Bombay
Las erupciones de inundación basáltica no son comunes en el registro geológico, dice Green. La última de escala comparable pero significativamente menor ocurrió hace unos 16 millones de años en el noroeste del Pacífico.
"Si bien la cantidad total de dióxido de carbono que se libera a la atmósfera en el cambio climático moderno sigue siendo mucho menor que la cantidad emitida por una gran provincia ígnea, afortunadamente", dice Keller, "lo estamos emitiendo muy rápido, lo cual es motivo de preocupación".
Green dice que las emisiones de dióxido de carbono son incómodamente similares a la tasa de los de inundación basáltica con impacto ambiental que estudiaron. Esto sitúa al cambio climático en el marco de períodos históricos de catástrofe ambiental, dice.
La investigación ha sido publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): Continental flood basalts drive Phanerozoic extinctions
